[職業級開箱測試] gear4 WIRELESS CHARGER PowerPad and Case for iPhone 3G / 3GS 無線充電器 **圖多**

今天收到網拍購買的二手無線充電器這個產品去年於線上購物推出時要賣4張。
由於經過"職業級開箱"後的產品都無法使用，所以買不下去﹔後來網拍找到二手品只要1張，就購入測試。


打開包裝後，內容物主要是有電源底盤(PowerPad)、充電外套(Case)、變壓器一個與說明書。


充電外套主要是內有一個無線電力接收模組，即下圖中白色貼紙的部份、內有電力轉換電路與線圈裝置﹔
接收電路板再輸出直流電到底部的 Apple 30 Pin 連接器，透過連接器將電力送到iPhone手機內進行充電。



充電外套背面市方格花紋，這樣的設計好處是看不到上下蓋中間的接痕，材質上有噴一層皮革漆，握感有止滑的效果。



充電外套的底面厚度約 4.8mm，也就是裝上外套後會感到手機變厚。


所附的變壓器規格為 16V - 0.8A的輸出，輸入電壓是通用的100V-240V。


通電後，將手機置於凹槽內就可以進行充電，若沒有擺正就會有無法充的的情況。



將變壓器得的輸電電源改成實驗用的電源供應器，觀察功率狀況。
經過測試後,計算轉換效率於下︰

底座輸入功率 ＝ 16V * 0.3A = 4.8W
接收輸出功率 ＝ 5V * 0.5A = 2.5W
轉換效率 ＝ 輸出 / 輸入= 2.5W / 4.8W = 52 %

所以有 48%的能量與轉換過程中損耗掉。



若是放上鐵塊，電流會上升到0.15A ，經過幾秒保護啟動後電流會降低到待機的 0.01A。

待機的電流量測後為11.3mA， 無線充電的工作頻率為117KHz。


接下來才是職業級開箱

後面除了四個腳墊下有螺絲外，貼紙的下方還有四支螺絲要移除才能開啟下蓋。


開啟後，可以看到剛剛貼紙下四個螺絲是鎖住淡綠色的導熱橡膠材質。


淡綠色的導熱橡膠相當柔軟，一撥就散掉很像黏土。


移除導熱橡膠後可以看到銅片，在這個部份可以看到銅片與PCB的接地層是導通的，所以
可以推測銅片應該是作為EMI屏蔽用途。
而從銅片下方的 LOGO 可以得知製造商為 Elec & Eltek 。


掀開銅片後，可以看到這個產品特殊的線圈設計方式，是有三個線圈所構成。
另外銅片的下方有黑色的電磁屏蔽材料，這種材料與線圈相疊時會增加線圈的電感量，
並可以重新導向電磁波的發射方向。


另外一邊是電源控制電路板，外面包了一層鐵殼可以屏蔽雜訊，很像是電視用調諧器才有的設計。
上下各有一個螺絲旋開後即可取下電路板。


取下電路板後，可以看到正面的設計﹔控制電路板包的相當嚴密，另外三個線圈也是分開走線到
控制電路板上，主電路板為四層板構造。


移除鐵蓋後，即可看到內部的零件配置，單面SMD零件四層板構造，看來在EMI部份下了重功夫。


開始看看裡面用了那些零件︰

1. 看不懂的零件，上蓋鐵殼接觸，有知道的大大請賜教。
2. SMD1812包裝的是台灣廠商 功德電子的 自覆型保險絲，這個規格為0.75A，即超過0.75A會截斷電流。


下圖零件解說︰
1. NS LM5109A High Voltage 1A Peak Half Bridge Gate Driver
用來驅動 2號的MOSFET用。
2. 編號為3120 的 N-MOSFET，找不到製造商的資訊。
3. ATMEL AVR MCU ATtiny13V
微處理器，這片電路板總共用了兩個微處理器，這顆推測用為檢測接收端的訊號所使用。
4. 78L05
很常見的5V輸出穩壓IC。
5. NS LM22672 1A SIMPLE SWITCHER, Step-Down Voltage Regulator
這顆 DC-DC 的降壓IC可以承受到42V的輸入電壓，輸的的電源是提供給主線圈驅動電路所使用。
電路的設計是透過電源電壓的改變來調整輸出的能量大小。
6. 推測為讓線圈振盪用的諧振電容。
7. 推測為隔離驅動電路與輸出線圈的隔離用電感器。
8. 推測為切換三個線圈輸出的開關器。


下圖零件解說︰
1. Samsung S3F9454 MCU
這顆處理器通常會應用在電磁爐之上，無線充電應用與電磁爐很像，但功率相差很大。
2. ST LMV324 Low cost, low power, input/output rail-to-rail operational amplifiers
推測為為訊號檢測之OPA元件。
3. NS LMV821 Low Voltage, Low Power, R-to-R Output, 5 MHz Op Amps
推測為為訊號檢測之OPA元件。
4. 78L05
很常見的5V輸出穩壓IC。


再來看接收端的部份，移除有貼紙的上蓋後可以看到接收模組︰
1. 接收電源處理電路板。
2. 上有銅片的接收線圈組。


將接收模組拆下後翻過來看，可以看到線圈組成︰
1. 線圈最內圈是焊接方試接合，線圈本身是兩層構造，上層由內而外而下層是相反的，所以可以看到
末端引線都是從最外圈拉出。
2. 與發射端一樣有電磁屏蔽材料，可以吸收多於的電磁波避免影響到手機本體的運作。
3. 為接收電路板部份，另一面有鐵殼屏蔽。
4. 為線圈焊點，連接線圈到電路板之間。
5.為直流電輸出，透過此端點將電傳往iPhone手機。


把電路板的鐵殼移除後，可以看到兩個主要的元件︰
1.ATMEL AVR MCU ATtiny13V
微處理器，與發射電路板為同一個款示，主要是要來回饋接收端訊號供識別使用。
2. MRIA SK8B
此為DC-DC降壓IC，找不到廠商資料，後端電感為 4.7uH，所以推估工作頻率應該高於1MHz。


最後就說明一下運作方式，待機時底座會定時打一個偵測訊號，若接收端有收到偵測訊號的話，就
會回饋一個資料碼，而底座若有收到資料碼就會開始送電，若放的不是充電外殼就不會送電，但偵測
訊號本身就是一小段的送電能量，所以先前放鐵塊一樣會讓電流上升，電流上升後底座會判斷若一直
沒有收到識別碼，就會降低偵測訊號的能量，讓電流降低


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